10.2 结构材料
10.2.1 钢材的材质应根据结构的重要性、结构形式、连接方式、钢材厚度和结构所处的环境及气温等条件进行合理选择。钢材等级宜采用Q235、Q345、Q390和Q420,有条件时也可采用Q460。钢材的质量应分别符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700和《低合金高强度结构钢》GB/T 1591的规定。
10.2.2 所有杆塔结构的钢材均应满足不低于B级钢的质量要求。当采用40mm及以上厚度的钢板焊接时,应采取防止钢材层状撕裂的措施。
10.2.3 结构连接宜采用4.8级、5.8级、6.8级、8.8级热浸镀锌螺栓,有条件时也可使用10.9级螺栓,其材质和机械特性应分别符合现行国家标准《紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱》GB/T 3098.1和《紧固件机械性能 螺母 粗牙螺纹》GB/T 3098.2的有关规定。
10.2.4 环形断面的普通混凝土杆及预应力混凝土杆的钢筋,宜符合下列规定:
1 普通钢筋宜采用HRB400级和HRB335级钢筋,也可采用HPB235级和RRB400级钢筋。
2 预应力钢筋宜采用预应力钢丝,也可采用热处理钢筋。
10.2.5 环形断面的普通混凝土杆和预应力混凝土杆的混凝土强度等级应分别不低于C40和C50,其他混凝土预制构件不应低于C20。混凝土和钢筋的强度标准值和设计值以及各项物理特性指标,应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定确定。
10.2.6 钢材、螺栓和锚栓的强度设计值,应按表10.2.6的规定确定。
表10.2.6 钢材、螺栓和锚栓的强度设计值(N/mm2)
注:1 *适用于构件上螺栓端距大于或等于1.5DB(DB螺检直径)。
2 8.8级高强度螺栓应具有A类(塑性性能)和B类(强度)试验项目的合格证明。
10.2.7 拉线宜采用镀锌钢绞线,其强度设计值,应按表10.2.7的规定确定。
表10.2.7 镀锌钢绞线强度设计值(N/mm2)
注:1 整根钢绞线的拉力设计值等于总面积与强度设计值的乘积。
2 强度设计值中已计入了换算系数:7股0.92,19股0.90。
10.2.8 拉线金具的强度设计值,应取国家标准金具的强度标准值或特殊设计金具的最小试验破坏强度值除以1.8的抗力分项系数确定。
10.2.1 近年来,经过调研及铁塔试验等工作,Q420高强度角钢在国内第一条750kV线路工程中得到了成功应用,在新建500kV输电线路工程上也有许多应用实例。我国首条1000kV晋东南-南阳-荆门特高压示范线路工程中也用到了Q420高强度角钢和钢板。华东电力设计院设计的500kV吴淞口大跨越工程中应用了Q390的高强度钢板压制的钢管结构,并在500kV江阴大跨越工程中应用了ASTM Gr65(屈服应力450MPa)大规格角钢和厚钢板。因此,本规范将一般采用钢材等级提高到Q420,此外,现行国家标准《低合金高强度结构钢》GB/T 1591已列入Q460高强度钢,有条件也可采用Q460。
10.2.2 本条参考了现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017和现行行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99的规定,所有杆塔结构的钢材均应满足不低于B级钢的质量要求。
由于厚钢板在热轧过程中产生的缺陷,当钢板与其他构件焊接并在厚度方向承受拉力时,沿厚度方向可能会发生层状撕裂的问题。所以本规范规定厚钢板应考虑采取防止层状撕裂的措施,例如可采用Z向性能钢板、控制焊接应力、控制钢材的断面收缩率、控制材料杂质含量、控制焊接工艺等措施。
我国现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017规定:当焊接承重结构为防止钢材的层状撕裂而采用Z向钢时,其材质应符合现行国家标准《厚度方向性能钢板》GB/T 5313的规定。
现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011和现行行业标准《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ 81对厚度不小于40mm的钢材,规定宜采用抗层状撕裂的Z向钢材。
设计人员可根据结构的实际情况考虑采取防止钢材层状撕裂的措施。
10.2.3 近年来8.8级螺栓在杆塔上已应用较多,尤其是在大跨越塔结构和钢管塔的法兰上有一定的应用经验。但是10.9级螺栓在输电塔上应用的还不多,螺栓强度越高,硬度越高、脆性越大,尤其是氢脆的可能性就越大,在满足强度要求的前提下,应特别注意螺栓的塑性性能必须符合现行国家标准《紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱》GB/T 3098.1的要求。
10.2.4 本条参考了现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010第4.2.1条的规定。
10.2.5 混凝土杆的混凝土强度等级是根据我国混凝土电杆的设计经验确定的。
10.2.6 按照现行国家标准《紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱》GB/T 3098.1的规定,螺栓的直径暂按照不大于39mm考虑,直径大于39mm的螺栓可参照执行。各个性能等级螺栓的材料必须满足最小抗拉应力、最小屈服应力及一定的硬度值和塑性能力。
本规范的杆塔构件连接螺栓的强度设计值是以上述标准为基础,并参照国内外的使用经验和试验结果提出的。
钢材设计值是参考了现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017的规定。
10.2.7、10.2.8 电力行业对拉线杆塔拉线的安全系数规定为K=2.2。因此,按极限状态设计法的要求拉线(或金具)的抗拉强度设计值(fs)应按公式确定,由此得材料分项系数,故拉线的抗拉强度设计值fs=Ke×fu/1.57,上式中fu为拉线钢丝最小极限拉应力(N/mm2);Ke为钢绞线绞合系数,7股线取Ke=0.92;19股线取Ke=0.90;γQ为可变荷载分项系数,取γQ=1.4。